1
Kurtán Tibor doktori értekezésének bírálata
A fény és anyag kölcsönhatását tudományosan magyarázni tudjuk ugyan, de igazán nem értjük. A fény, illetve az anyag részecskéire a klasszikus fizika törvényei helyett a kvantummechanika szabályai érvényesek. Jellemző módon a 2012. évi Fizikai Nobel-díjat még mindig olyan alapvető kisérleti módszerek létrehozásáért ítélték oda, amelyek
megengedik egyedi kvantum rendszerek (pl. fotonok) mérését és befolyásolását.
Mindazonáltal a fényt kristályok és oldatok vizsgálatára legalább másfél évszázada
használják a kisérletező kutatók. Munkájuk során számos spektroszkópiai módszer fejlődött a legmodernebb anyagvizsgálati eszközökké, amelyek molekulák szerkezetének részletes vizsgálatára alkalmazhatók.
Kurtán Tibor doktori értekezése természetes eredetű és szintetikus heterociklusok sztereokémiai vizsgálatával, lényegében e molekulák abszolút konfigurációjának
meghatározásával foglalkozik. Szakmai területe a szerves kémia és kiroptikai spektroszkópia.
Dolgozatában kritikusan értékeli s egyben alkalmazza a helicitási szabályokat, amelyek kezdetben tapasztalaton nyugvó, de mégis spekulatív módon kötötték össze a molekulák szerkezetét az észlelt spektrumvonalak frekvenciájával, valamint intenzitásával és a későbbiek során számos esetben korrekcióra szorultak. Széleskörű nemzetközi
együttműködés keretében a vizsgálati eszközök tárházát kapcsolja be a kutatásokba: ismert konfigurációjú molekulákat szintetizál, ezek konformációs sajátságait NMR spektroszkópiai módszerekkel jellemzi és a mért kiroptikai spektrumokat kvantumkémiai számításokkal reprodukálja.
Vizsgálatait kiterjeszti természetes forrásból izolált bonyolult szerkezetű anyagokra és bekapcsolódik a sztereokémiai jellemzés egyik legújabb módszerének kidolgozásába. Ez egyesíti szilárdfázisú minták kiroptikai vizsgálatát a mikrokristályos anyagból meghatározott röntgendiffrakciós szerkezettel és a kisérletileg meghatározott CD spektrumok ab initio kvantumkémiai (TDDFT-ECD) számításával. Ezáltal lehetővé válik szinte reménytelennek tűnő feladatok megoldása, többgyűrűs, sok kiralitás-centrumot tartalmazó vegyületek abszolút konfigurációjának meghatározása is.
Kis enantiomerfeleslegű, vagy racém formában izolált természetes ill. szintetikus anyagok esetében királis HPLC és online csatolt CD spektroszkópiai módszert alkalmaz a vizsgált anyagok abszolút konfigurációjának meghatározására.
2
A dolgozat dokumentált eredményekben rendkívül gazdag, több mint 50 publikáció anyagát tartalmazza. Ezek közül az alábbiakat emelem ki.
A természetes eredetű ascochin abszolút konfigurációjának meghatározása az alábbi módszerek kombinációjával: származék szintézise, NMR vizsgálat, CD spektroszkópia, helicitási szabály és TDDFT számítás.
Négy természetes eredetű coniothyrinone származék abszolút konfigurációjának meghatározása NMR konformáció analízis, CD spektroszkópia és TDDFT ECD számítással, ami lehetővé teszi a helicitási szabály biztonságos alkalmazását.
Szilárd fázisú TDDFT ECD módszer kidolgozása és alkalmazása 24 természetes eredetű anyag abszolút konfigurációjának meghatározására, különösen a konformációsan flexibilis ximaolid származékok esetében.
Oldatban mért CD spektrumok és számított TDDFT ECD spektrumok
összehasonlításával 22 természetes eredetű anyag abszolút konfigurációjának meghatározása különösen a tengeri eredetű actinomicétából izolált oxyamicin és a sztereogén N-N tengelyt tartalmazó dixiamycin esetén.
Az online csatolt HPLC-CD módszer alkalmazása racém effusin A vizsgálatára. Ez egy gombából izolált racém diketopiperazin alkaloid, amelyen bonyolult gyűrűs szerkezetek mellett három flexibilis oldallánc található. A relatív konfigurációt NMR NOE mérésekből határozták meg, de a konformációanalízist a konformerek számának csökkentése érdekében egy származékon végezték el, amelyben az eredeti vegyület normál-amil csoportját metilre cserélték. Ezzel lehetővé vált az abszolút konfiguráció meghatározása. Az effusin példáját azért emeltem ki, mert jól jellemzi Kurtán Tibor kutatásainak sokszínű, komplex jellegét.
Néhány bíráló megjegyzésem a következő.
A bevezetésben említi, hogy az egyes kötés körüli rotáció konfigurációs különbséget okozhat, ha elég lassú ahhoz, hogy izolálni lehessen. Ez így igaz, de a kiroptikai
spektroszkópia szempontjából nem csak az izolálható királis konformerek befolyásolják a spektrumot, hanem azok is, amelyek nemkovalens kötésekkel egy felületen (pl. fehérje molekulán) stabilizálódnak. Ez a jelenség nagyon látványos indukált CD spektrumokat hoz létre.
A papyracillánsav-metil-acetálja (66a) homokirálisnak bizonyult a
papyracillánsavval (68. oldal). A vegyületekben 3 aszimmetriacentrum van, közülük a 4- és
3
7-szénatomok konfigurációja megegyezik, de a 6-metil ellentétes térállása miattezek inkább diasztereomerek.
A 73. ábra aláírásában a lila vonal nem 1‘(R)-101, hanem 1‘(S)-102, ahogy a spektrumon helyesen látszik.
A 94. ábrán a C8a,O1,C2,C3 torziós szög pozitív. Miért nem a magasabb CIP prioritású O1,C8a,C5a,O4 torziós szöget használja?
Néhány elütést felsorolok:
A c betű a 10. oldalon egyszer fénysebességet, egyszer koncentrációt jelöl.
A Fresnel egyenletben (11. oldal) o a fény vakuumban mért sebessége cm-ben cm-ben mért sebesség nincs, a szimbólum a hullámhosszra van fenntartva.
Ugyanitt a fajlagos forgatóképesség számítására a koncentrációt nem g/ml-ben, hanem nehezen érthető történeti okokból g/100ml egységben mérik.
A közelmúltban Snatzke és munkatársai . . . ref. 78 (32-33. old). A hivatkozott dolgozat több mint 30 éves.
Összefoglalóan megállapítom, hogy az értekezés magas színvonalú munkáról számol be. Érdeméül említem olvasmányos stílusának világos, lényegretörő jellegét, mindenféle dagályosság elkerülését.
A sztereokémiával, ill. kiralitással foglalkozó hazai szakemberek munkáit elég jól ismerem, többüknek bírálója voltam. Olyan széleskörű nemzetközi együttműködéssel készült munkával, mint Kurtán Tibor doktori munkája, nem találkoztam. A debreceni szerves kémiai iskola jeles képviselőjeként együttműködik a kiroptikai spektroszkópia kisérleti
vonatkozásában a New York-í Columbia Egyetem CD-laboratóriumával (Nina Berova), technikai kérdésekben a Jasco céggel (Ettore Castiglioni), a TDDFT ECD módszer kidolgozásában a Pisai Egyetem CD laboratóriumával (Gennaro Pescitelli), természetes anyagok vizsgálatában a Paderborn-i Egyetem Kémiai Intézetével (Karsten Krohn és
munkatársai), a Kinai Akadémia híres Shanghai-i Materia Medica Intézetével (Yue-Wei Guo és munkatársai), a Guangzhou-i Dél-Kínai Tenger Óceánológiai Intézetével (Changsheng Zhang és munkatársai) és a Qingdao-i Kínai Óceán Egyetem Tengeri Gyógyszerek Laboratóriumával (Dehai Li és munkatársai). Társszerzőinek száma becslésem szerint
4
meghaladja a 100 főt. Annak a kísértésnek, hogy megszámoljam őket ellenálltam, amikor az egyik dolgozat szerzői között 6 különböző Zhang-ot találtam. Az egész munka egy nagy- zenekari koncerthez hasonlítható, amiben Kurtán Tibor több hangszeren is játszik és időnként a karmesteri pálca is az övé.
A disszertáció tudományos eredményeit elegendőnek tartom az MTA doktori cím megszerzéséhez. A nyilvános vita kitűzését javasolom.
Budapest, 2014-02-07.
. . .
Simonyi Miklós
